摘要：傳統(tǒng)濕法煉鋅工藝中會(huì)產(chǎn)生性質(zhì)穩(wěn)定、難以溶出的鐵酸鋅,導(dǎo)致鐵鋅分離困難。鐵酸鋅與磁鐵礦均為穩(wěn)定的尖晶石結(jié)構(gòu),將鐵酸鋅還原轉(zhuǎn)化為氧化鋅和磁鐵礦,可從鐵酸鋅中分離出鋅,同時(shí)鐵穩(wěn)定在尖晶石結(jié)構(gòu)中不被溶出。本文首先進(jìn)行了鐵酸鋅的還原熱力學(xué)分析,再采用合成鐵酸鋅開展了選擇性還原反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究。開展了鐵酸鋅的選擇性還原反應(yīng)過程機(jī)制的研究,采用TG、XPS及XRD查明還原過程中失重分解特征、離子遷移行為、物相轉(zhuǎn)變過程和產(chǎn)物層形貌變化,揭示了鐵酸鋅還原分解為氧化鋅和磁鐵礦的歷程。并以高鐵鋅焙砂為處理對(duì)象,采用單因素實(shí)驗(yàn)考察了CO/CO2弱還原性氣氛下鐵酸鋅選擇性還原為氧化鋅和磁鐵礦的焙燒條件,再通過硫酸浸出分離鋅鐵。取得以下研究結(jié)論：通過熱力學(xué)分析得出焙燒工藝關(guān)鍵在于控制CO/（CO+CO2）,750℃下CO/（CO+CO2）應(yīng)控制在2.68%～36.18%之間。通過等溫動(dòng)力學(xué)研究表明鐵酸鋅的選擇性還原過程可用收縮未反應(yīng)核模型來描述,反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程為1-（1-α）1/3=0.667925exp（-35817/RT）,反應(yīng)活化能為35.817kJ/mol。反應(yīng)屬于化學(xué)反應(yīng)控制,升高溫度有利于提高... 

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 文獻(xiàn)綜述
    1.1 鐵酸鋅在鋅冶煉過程中的產(chǎn)生及處理
        1.1.1 鋅冶煉工藝
        1.1.2 鐵酸鋅在傳統(tǒng)鋅冶煉過程中的產(chǎn)生
        1.1.3 鋅冶煉過程中含鐵酸鋅物料的處理
    1.2 鐵酸鋅的結(jié)構(gòu)及其還原過程中的物相轉(zhuǎn)變
        1.2.1 鐵酸鋅的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)
        1.2.2 鐵酸鋅還原過程中鋅鐵物相轉(zhuǎn)變
    1.3 課題研究的內(nèi)容及意義
        1.3.1 課題研究的內(nèi)容
        1.3.2 課題研究的意義
2 實(shí)驗(yàn)原料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.1.1 鐵酸鋅
        2.1.2 鋅焙砂
    2.2 實(shí)驗(yàn)藥劑與實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.3 實(shí)驗(yàn)方法
        2.3.1 鐵酸鋅的還原基礎(chǔ)及過程研究實(shí)驗(yàn)
        2.3.2 鋅焙砂的還原焙燒硫酸浸出工藝實(shí)驗(yàn)
    2.4 分析及表征方法
        2.4.1 化學(xué)分析
        2.4.2 X射線熒光光譜分析
        2.4.3 熱重分析
        2.4.4 X射線衍射
        2.4.5 X射線光電子能譜
        2.4.6 微觀形貌分析
3 鐵酸鋅選擇性還原基礎(chǔ)研究
    3.1 鐵酸鋅選擇性還原的熱力學(xué)分析
    3.2 鐵酸鋅選擇性還原的等溫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)
        3.2.1 動(dòng)力學(xué)方程的建立
        3.2.2 反應(yīng)溫度與還原速率的關(guān)系
        3.2.3 CO濃度與還原速率的關(guān)系
        3.2.4 CO/(CO+CO2)與還原速率的關(guān)系
    3.3 鐵酸鋅過還原的物相轉(zhuǎn)變特征
    3.4 小結(jié)
4 鐵酸鋅選擇性還原過程機(jī)制研究
    4.1 失重分解特征
    4.2 離子遷移行為
        4.2.1 Zn 2p3/2峰分析
        4.2.2 Fe 2p峰分析
        4.2.3 表面原子百分比變化
    4.3 物相轉(zhuǎn)變過程
    4.4 產(chǎn)物層形貌變化
    4.5 小結(jié)
5 鋅焙砂的選擇性還原焙燒硫酸浸出工藝研究
    5.1 還原焙燒工藝試驗(yàn)研究
        5.1.1 焙燒溫度與焙燒效果的關(guān)系
        5.1.2 CO濃度與焙燒效果的關(guān)系
        5.1.3 CO/(CO+CO_2)與焙燒效果的關(guān)系
        5.1.4 焙燒時(shí)間與焙燒效果的關(guān)系
        5.1.5 還原焙砂的形貌特征
    5.2 浸出工藝實(shí)驗(yàn)研究
        5.2.1 浸出酸度對(duì)浸出效果的影響
        5.2.2 浸出溫度對(duì)浸出效果的影響
        5.2.3 液固比對(duì)浸出效果的影響
        5.2.4 浸出時(shí)間對(duì)浸出效果的影響
    5.3 小結(jié)
6 結(jié)論與建議
    6.1 結(jié)論
    6.2 建議
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3672067